Question

9．晶體結構：

（1）金和銅可以形成多種金屬化合物，其中一種的晶體結構如圖1所示（為面心立方結構），該金屬化合物的化學式Cu₃Au．
（2）白磷（P₄）分子為正四面體型分子，如圖2所示，4個P原子位于正四面體的四個頂點，請回答下列問題：
①1mol P₄分子中有6mol P-P鍵
②P₄分子是非極性（填極性或非極性）分子
（3）在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，圖3是NaCl的晶體結構．在離子晶體中，陰陽離子具有或接近具有球對稱的電子云，它們可以被看成是不等徑的鋼性圓球，并彼此相切（圖4）．離子鍵的鍵長是相鄰陰、陽離子的半徑之和（如圖5）．已知a為常數(shù)．
試回答下列問題：
①在NaCl晶體中，每個Na⁺同時吸引個6Cl^-，而Na⁺數(shù)目與Cl^-數(shù)目之比為1：1．
②Na⁺半徑與Cl^-半徑之比$\frac{{r}^{+}}{{r}^{-}}$=0.414．（已知$\sqrt{2}$=1.414，$\sqrt{3}$=1.732，$\sqrt{5}$=2.236）

Answer 1

分析 （1）利用均攤法計算化學式；
（2）P₄分子為正四面體型分子，P₄分子中有6個P-P鍵，P₄分子為對稱結構，屬于非極性分子；
（3）①利用均攤法計算每個晶胞中含有的氯離子和鈉離子個數(shù)；
②根據(jù)圖片二確定NaCl晶體中陰陽離子的最短距離．

解答 解：（1）Au原子位于頂點，數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，Cu位于晶胞面心，數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，則化學式可寫為：Cu₃Au，
故答案為：Cu₃Au；
（2）①P₄分子為正四面體型分子，每個面為正三角形，P₄分子中有6個P-P鍵，1mol P₄分子中有6mol P-P鍵，故答案為：6；
②P₄分子為對稱結構，屬于非極性分子，
故答案為：非極性；
（3）①根據(jù)晶胞圖，在NaCl晶體中，每個Na⁺同時吸引6個氯離子，每個該晶胞中鈉離子個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=4，氯離子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，粒子個數(shù)比為1：1，
故答案為：6；1：1；
②根據(jù)圖片二知，NaCl晶體中陰陽離子的最短距離為a的一半即$\frac{a}{2}$，氯離子的半徑為對角線的$\frac{1}{4}$，即為$\frac{\sqrt{2}a}{4}$，鈉離子的半徑為$\frac{a}{2}-\frac{\sqrt{2}a}{4}$，所以Na⁺離子半徑與Cl^-離子半徑之比為 $\frac{{r}^{+}}{{r}^{-}}$=$\frac{\frac{a}{2}-\frac{\sqrt{2}a}{4}}{\frac{\sqrt{2}a}{4}}$=0.414，
故答案為：0.414．

點評 本題考查有關晶體的計算，但解題具有較強的方法性和規(guī)律性，學習中注意晶體計算等方法，尤其學會判斷晶胞中配位數(shù)的計算．